Mecânico de Refrigeração Domiciliar - Refrigeradores / Congeladores II
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CICLO DE REFRIGERAÇÃO
PROCEDIMENTOS PARA SOLDAGEM
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Apresentação
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onde:
P = pressão expressa em unidades de F por unidade de A.
F = forç...
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Vácuo
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Escala Fahrenheit
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= temperatura absoluta em graus Kelvin;
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A fase em que uma substância se encontra depende de...
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O calor perdido por unidade de massa durante a mudança de fase é o ...
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Sublimação
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Vapor superaquecido
Vapor superaquecido é um vapor que se encontra a ...
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Líquido sub-resfriado
Se, após a condensação, o líquido é resfriado, ...
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Tabela 2 - Equivalências
Para converter de para: multiplique por:
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Observação
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Roteiro – PREPARAÇÃO PARA ALARGAR TUBOS
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Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração
CASO II
Roteiro – CORTE DE TUBOS CAPILARES
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Procedimentos para
soldagem
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Observação
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Mangueira
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  1. 1. Mecânico de Refrigeração Domiciliar - Refrigeradores / Congeladores II Curso de Refrigeração Doméstica (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  2. 2. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CICLO DE REFRIGERAÇÃO PROCEDIMENTOS PARA SOLDAGEM PREPARAÇÃO DETUBOS PARA USO EM REFRIGERAÇÃO TERMOMETRIA TERMOLOGIA INTRODUÇÃO UMA PALAVRA INICIAL APRESENTAÇÃO Sumário (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  3. 3. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Apresentação Apresentação A dinâmica social dos tempos de globalização exige dos profissionais atualização constante. Mesmo as áreas tecnológicas de ponta ficam obsoletas em ciclos cada vez mais curtos, trazendo desafios renovados a cada dia e tendo como conseqüência para a educação a necessidade de encontrar novas e rápidas respostas. É preciso, pois, promover, tanto para os docentes como para os alunos da educação profissional, as condições que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e de aprender, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros aspectos, ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia, de forma competente. O Mecânico em Refrigeração, além de possuir as habilidades específicas para a atuação nessa área, deve dominar matérias como matemática e física. Este material apresenta, além dos conceitos físicos necessários ao trabalho com refrigeradores e congeladores, os princípios básicos à sua manutenção e as técnicas de soldagem dos tubos de refrigeração. Seu conteúdo deverá ser conhecido em profundidade pelo técnico e aplicado com exatidão, para que os resultados sejam obtidos satisfatoriamente. É indispensável, portanto, que este material didático-pedagógico seja lido e estudado com toda atenção, interesse e aplicação, a fim de que todas as fases do trabalho sejam conhecidas e experienciadas pelo aluno. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  4. 4. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Uma Palavra Inicial Uma palavra inicial Meio ambiente... Saúde e segurança no trabalho... O que é que nós temos a ver com isso? Antes de iniciarmos o estudo deste material, há dois pontos que merecem destaque: a relação entre o processo produtivo e o meio ambiente; e a questão da saúde e segurança no trabalho. As indústrias e os negócios são a base da economia moderna. Produzem os bens e serviços necessários, e dão acesso a emprego e renda; mas, para atender a essas necessidades, precisam usar recursos e matérias-primas. Os impactos no meio ambiente muito freqüentemente decorrem do tipo de indústria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz. É preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sempre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que “sobra” de volta ao ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessários para produzir bens, altera-se o equilíbrio dos ecossistemas e arrisca-se ao esgotamento de diversos recursos naturais que não são renováveis ou, quando o são, têm sua renovação prejudicada pela velocidade da extração, superior à capacidade da natureza para se recompor. É necessário fazer planos de curto e longo prazo, para diminuir os impactos que o processo produtivo causa na natureza. Além disso, as indústrias precisam se preocupar com a recomposição da paisagem e ter em mente a saúde dos seus trabalhadores e da população que vive ao redor dessas indústrias. Com o crescimento da industrialização e a sua concentração em determinadas áreas, o problema da poluição aumentou e se intensificou. A questão da poluição do ar e da água é bastante complexa, pois as emissões poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande região, dependendo dos ventos, do curso da água e das demais condições ambientais, tornando difícil localizar, com precisão, a origem do problema. No entanto, é importante repetir que, quando as indústrias depositam no solo os resíduos, quando lançam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hídricos, causam danos ao meio ambiente. O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contínua acumulação de lixo mostram a falha básica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matérias-primas através de processos de produção desperdiçadores e que produzem subprodutos tóxicos. Fabricam-se produtos de utilidade (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  5. 5. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Uma Palavra Inicial limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos aterros. Produzir, consumir e dispensar bens desta forma, obviamente, não é sustentável. Enquanto os resíduos naturais (que não podem, propriamente, ser chamados de “lixo”) são absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resíduos deixados pelas indústrias não tem aproveitamento para qualquer espécie de organismo vivo e, para alguns, pode até ser fatal. O meio ambiente pode absorver resíduos, redistribuí-los e transformá-los. Mas, da mesma forma que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renováveis, sua capacidade de receber resíduos também é restrita, e a de receber resíduos tóxicos praticamente não existe. Ganha força, atualmente, a idéia de que as empresas devem ter procedimentos éticos que considerem a preservação do ambiente como uma parte de sua missão. Isto quer dizer que se devem adotar práticas que incluam tal preocupação, introduzindo processos que reduzam o uso de matérias-primas e energia, diminuam os resíduos e impeçam a poluição. Cada indústria tem suas próprias características. Mas já sabemos que a conservação de recursos é importante. Deve haver crescente preocupação com a qualidade, durabilidade, possibilidade de conserto e vida útil dos produtos. As empresas precisam não só continuar reduzindo a poluição, como também buscar novas formas de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir a poluição, o lixo, o uso de matérias-primas. Reciclar e conservar energia são atitudes essenciais no mundo contemporâneo. É difícil ter uma visão única que seja útil para todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios diferentes e pode se beneficiar de sua própria visão de futuro. Ao olhar para o futuro, nós (o público, as empresas, as cidades e as nações) podemos decidir quais alternativas são mais desejáveis e trabalhar com elas. Infelizmente, tanto os indivíduos quanto as instituições só mudarão as suas práticas quando acreditarem que seu novo comportamento lhes trará benefícios — sejam estes financeiros, para sua reputação ou para sua segurança. A mudança nos hábitos não é uma coisa que possa ser imposta. Deve ser uma escolha de pessoas bem-informadas a favor de bens e serviços sustentáveis. A tarefa é criar condições que melhorem a capacidade de as pessoas escolherem, usarem e disporem de bens e serviços de forma sustentável. Além dos impactos causados na natureza, diversos são os malefícios à saúde humana provocados pela poluição do ar, dos rios e mares, assim como são inerentes aos processos produtivos alguns riscos à saúde e segurança do trabalhador. Atualmente, acidente do trabalho é uma questão que preocupa os empregadores, empregados e governantes, e as conseqüências acabam afetando a todos. De um lado, é necessário que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no trabalho, usando os equipamentos de proteção individual e coletiva, de outro, cabe aos empregadores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar as condições da cadeia produtiva e a adequação dos equipamentos de proteção. A redução do número de acidentes só será possível à medida que cada um – trabalhador, patrão e governo – assuma, em todas as situações, atitudes preventivas, capazes de resguardar a segurança de todos. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  6. 6. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Uma Palavra Inicial Deve-se considerar, também, que cada indústria possui um sistema produtivo próprio, e, portanto, é necessário analisá-lo em sua especificidade, para determinar seu impacto sobre o meio ambiente, sobre a saúde e os riscos que o sistema oferece à segurança dos trabalhadores, propondo alternativas que possam levar à melhoria de condições de vida para todos. Da conscientização, partimos para a ação: cresce, cada vez mais, o número de países, empresas e indivíduos que, já estando conscientizados acerca dessas questões, vêm desenvolvendo ações que contribuem para proteger o meio ambiente e cuidar da nossa saúde. Mas, isso ainda não é suficiente... faz-se preciso ampliar tais ações, e a educação é um valioso recurso que pode e deve ser usado em tal direção. Assim, iniciamos este material conversando com você sobre o meio ambiente, saúde e segurança no trabalho, lembrando que, no seu exercício profissional diário, você deve agir de forma harmoniosa com o ambiente, zelando também pela segurança e saúde de todos no trabalho. Tente responder à pergunta que inicia este texto: meio ambiente, a saúde e a segurança no trabalho – o que é que eu tenho a ver com isso? Depois, é partir para a ação. Cada um de nós é responsável. Vamos fazer a nossa parte? (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  7. 7. Introdução (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  8. 8. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Introdução O técnico dedicado à manutenção de refrigeradores, condicionadores de ar e bebedouros deve ter uma boa noção dos fundamentos da Física. Tais conhecimentos serão indispensáveis para o entendimento do ciclo da refrigeração. Além dos conceitos físicos abordaremos, neste fascículo, as técnicas de trabalho e soldagem de tubos de refrigeração. Os conhecimentos serão apresentados de forma objetiva, facilitando o entendimento dessas noções. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  9. 9. Termologia (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  10. 10. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Matéria Matéria é tudo aquilo no universo que tem peso e ocupa lugar no espaço. Toda matéria é composta de moléculas que, por sua vez, são formadas por partículas chamadas átomos. Os átomos são compostos por partículas ainda menores, conhecidas como elétrons, prótons e nêutrons. A matéria se apresenta na natureza em três estados de agregação: sólido, líquido e gasoso, que são explicados através dos movimentos das moléculas, mais ou menos intensos, com maior ou menor liberdade, dependendo do estado de agregação ou força de coesão. Forças de Coesão São forças de ação mútua que fazem com que as moléculas que formam as substâncias se mantenham em sua posição. No estado sólido (S) as moléculas estão fortemente coesas (A); nos estados líquido e gasoso, as moléculas têm maior liberdade de movimento (B). Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1 vapor líquido (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  11. 11. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Estado sólido Neste estado as forças de coesão entre as moléculas são intensas e só permitem vibrações ligeiras. As moléculas dispõem-se com regularidade, formando uma rede cristalina. Assim, os sólidos apresentam forma e volume bem definidos. Estado líquido No estado líquido, as moléculas possuem maior liberdade de movimento e podem mover-se livremente sobre as outras, de maneira que o material flui. Os líquidos são pouco compressíveis e possuem elasticidade perfeita, adaptando-se à forma do recipiente que os contem. Estado gasoso No estado gasoso, as forças de coesão entre as moléculas são extremamente fracas, permitindo livre movimentação. Devido à grande expansibilidade que possuem, os gases (e vapores) tendem a ocupar todo o espaço do recipiente em que estiverem contidos, não apresentando, desta forma, volume e formas definidos. Há uma diferença física entre gases e vapores. Gases São substâncias que se apresentam em estado aeriforme nas condições normais de temperatura e pressão. Vapores São substâncias que se apresentam em estado aeriforme, mas próximos do seu ponto de liquefação. São instáveis e passam ao estado líquido facilmente. Se colocarmos a água em presença de gelo, ocorrerá uma diminuição do movimento molecular: a energia térmica diminuirá. Energia térmica É a energia cênica associada ao movimento de agitação térmica das moléculas. Se aquecermos a água através de um bico de gás, o movimento de suas moléculas tornar-se-á mais intenso: a energia térmica aumentará. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  12. 12. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Temperatura A primeira noção de temperatura de um sistema é estabelecida através da sensação térmica que o mesmo nos causa, traduzida pelos termos frio e quente. No entanto, o critério sensitivo para avaliação de temperaturas é vago e impreciso, pois depende da pessoa que sente e das condições nas quais a mesma se encontrava anteriormente. Podemos considerar a temperatura de um corpo como sendo a medida do grau de agitação de suas moléculas. Desta forma, supondo não haver mudança de fase, quando o copo recebe energia térmica, suas moléculas passam a se agitar mais intensamente: a temperatura aumenta. Ao perder energia, as moléculas do corpo se agitam com menor intensidade:a temperatura diminui. As moléculas do gás, em contato com a chama, estão em movimento mais intenso: o gás está em temperatura mais elevada. Pressão Pressão é a grandeza dada pela relação entre a intensidade da força perpendicular atuante e a área em que a mesma se distribui. Esta relação se expressa pela seguinte equação: Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2 F A P = (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  13. 13. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia onde: P = pressão expressa em unidades de F por unidade de A. F = força total em quaisquer unidades de força. A = área total em quaisquer unidades de área. Força É a interação entre corpos que produzem variações em sua velocidade, isto é, que provocam acelerações. A resultante das forças aplicadas a um material (F) é igual ao produto de sua massa (M) pela aceleração (A) adquirida: Fr = m.a (massa X aceleração) O peso de um corpo é a força de atração que a Terra exerce sobre ele. Para um corpo em queda livre, desprezada a ação do ar, seu peso é igual ao produto de sua massa pela aceleração da gravidade: P = mg onde: P = peso do corpo m = massa do corpo em kg g = aceleração da gravidade em m/s2 As unidades de Força (peso) são dadas em kg m/s2 ou Newton (N). 1 NEWTON = 1 N = 1 kg . 1 m _ s2 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  14. 14. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Portanto, em termos rigorosos, é incorreto falar que o peso de um corpo é 10 kg. Podemos referir-nos à massa de 10 quilogramas, cujo peso é 10 Newtons (g = aceleração da gravidade). FigFigFigFigFig. 3 -. 3 -. 3 -. 3 -. 3 - O peso de um corpo é a força de atração da Terra sobre ele. Pressão atmosférica Pressão atmosférica é a pressão da atmosfera terrestre na superfície da Terra. Tal fato foi evidenciado por Torricelli, ao realizar a seguinte experiência: encheu um tubo de vidro de 120 mm com mercúrio, até a borda; tapou a extremidade aberta e o inverteu num recipiente contendo mercúrio. Torricelli concluiu que a pressão exercida pelo ar sobre a superfície livre do mercúrio era igual à pressão dos 76 cm de mercúrio contido no tubo. 76 mm = 760 mm Hg = 1 atm O mesmo corpo de peso 10 N está apoiado em faces de áreas diferentes. A pressão é maior na base menor. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  15. 15. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Experiência de Torriccelli A partir da experiência de Torricelli foram determinadas as unidades equivalentes. A pressão de uma coluna de mercúrio de exatamente 76 cm de mercúrio a 0º C e sob a aceleração da gravidade Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4 Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5 F1 = 10N A1 = 0,4m2 P1 = P1 = 10 0,4 25N/m2 F2 = 10N A2 = 0,2m2 P2 = P2 = 10 0,2 50N/m2 vácuo tampa mercúrio tubo (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  16. 16. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia normal g = 9,80665 m/s2 é denominada atmosfera (atm) ou pressão normal. A massa específica do mercúrio a 0º C é 13,595 g/cm3 . A pressão atmosférica varia em função da altitude. Acima do nível do mar, no topo de uma montanha, por exemplo (figura 6), eliminamos a altura da montanha da massa de ar ou atmosférica que envolve a Terra e, como conseqüência, a pressão diminuirá. A pressão atmosférica na cidade do Rio de Janeiro, ao nível do mar, é maior que a pressão atmosférica em Belo Horizonte (836 m). Pressão absoluta e pressão manométrica Pressão absoluta é a pressão total ou real de fluido. Pressão Manométrica é a pressão lida no manômetro. Note-se que os manômetros estão calibrados para se ler zero na pressão atmosférica. PRESSÃO ABSOLUTA = PRESSÃO ATMOSFÉRICA + PRESSÃO MANOMÉTRICA 29,92Pol.(76cm) 76cm mercúrio 1Pol2 mercúrio 1cm2 14,7 lbs (1.033 kg) 1.033 kg 1 atm = 14,7 lb/Pol2 (PSI)* 1 atm = 1.033 kg /cm2 *PSI = Pound Square Inches (Lb /Pol2 ) Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  17. 17. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Equivalência entre unidades de pressão A pressão atmosférica no alto da montanha é menor que a pressão atmosférica ao nível do mar. Relação entre pressão absoluta e pressão manométrica 600 milhas 14,7 Psi 597,8 milhas 8,32 Psi Nível do Mar pressão manométrica 45 pressão absoluta 59,7 40 54,7 35 49,7 30 44,7 25 39,7 20 34,7 15 29,7 10 24,7 5 19,7 pressão atmosférica (14,7 lb /pol2 ) 29,92 pol. de mercúrio 5 25 pressões abaixo da atmosfera (Pol. de mercúrio) 10 20 15 15 20 10 25 5 0 Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7 pressão atmosférica 10 pol2 0 29,92 pol. de mercúrio (14,7 lb /pol2 ) (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  18. 18. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia Vácuo O espaço “vazio” de pressão define-se como um vácuo perfeito ou vácuo absoluto. Qualquer espaço que contiver um gás, a uma pressão atmosférica, é considerado como estando em condições denominadas como vácuo parcial. Um manômetro de mercúrio consiste em um tubo de cristal em forma de U, aberto em ambas as extremidades e parcialmente cheio de mercúrio. Quando ambas as extremidades estão abertas, a pressão atmosférica que se aplica em ambos os lados do tubo e a altura das colunas é a mesma. Conectando-se uma bomba de alto vácuo em uma das extremidades do tubo, verifica-se que o nível de mercúrio do lado aberto irá descer. Quanto maior for a quantidade de ar extraído, maior será a influência da atmosfera, sendo que a completa exaustão do ar do tubo evidenciará uma coluna de mercúrio de 76 cm acima do nível existente na parte aberta. Os manômetros que medem pressões abaixo da pressão atmosférica são denominados manovacuômetros. Os manômetros dessa classe são normalmente graduados em centímetros ou polegadas de mercúrio (Hg), com origem na pressão atmosférica. A coluna de mercúrio do lado exposto à atmosfera é menor que a coluna do lado conectado à bomba. Na prática, utiliza-se com freqüência a unidade mícron (µ) para medir pressões abaixo da pressão atmosférica: pressão atmosférica ao nível do mar 760mm mercúrio Tubo “ U” bomba de alto vácuo Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  19. 19. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termologia 14,7 = 1,033 = 760 mmHg = 760.000 µ pol2 cm2 1b kg (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  20. 20. Termometria (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  21. 21. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Termômetro Ao se aquecer uma barra, o seu comprimento aumenta (dilatação). Deste modo, a temperatura t da barra é avaliada indiretamente pelo valor assumido por seu comprimento. O instrumento que se usa com maior freqüência para medir a temperatura é o termômetro. A operação da maior parte dos termômetros depende da propriedade que tem o líquido de dilatar-se ou contraír-se, ao aumentar ou diminuir, respectivamente, a sua temperatura. O termômetro mais comum é o termômetro de mercúrio, baseado na dilatação do mercúrio contido num bulbo, ao qual se adapta uma haste de pequeno diâmetro. A utilização de termômetro para avaliação de um sistema fundamenta-se no fato de que, após algum tempo em contato um com o outro, o sistema e o termômetro adquirem a mesma temperatura, isto é, equilíbrio térmico. Escalas termométricas O conjunto dos valores numéricos que pode assumir a temperatura (t) constitui uma escala termométrica, que é estabelecida ao se graduar um termômetro. Para a graduação de um termômetro comum de mercúrio, procede-se da seguinte maneira: 1o ) Escolhem-se dois sistemas, cujas temperaturas sejam invariáveis no decorrer do tempo e que possam ser reproduzidos facilmente, quando necessário. Estes sistemas são denominados pontos fixos, sendo usualmente escolhidos. • Primeiro ponto fixo: ponto de fusão do gelo sob pressão normal (tg). • Segundo ponto fixo: ponto de ebulição da água sob pressão normal (tv). 2o ) O termômetro é colocado em presença dos sistemas que definem os pontos fixos. A cada um vai corresponder uma altura líquida. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  22. 22. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria A cada leitura atribui-se o valor numérico arbitrário de temperatura, geralmente fazendo o menor corresponder ao ponto do gelo (tG ), e o outro, ao ponto de vapor (tV ). 3o ) o intervalo delimitado entre as marcas feitas (correspondentes às temperaturas tg e tv) é dividido em partes iguais. Cada uma das partes em que fica dividido é a unidade de escala ou Grau da Escala. As escalas mais utilizadas atualmente são as seguintes: - Escala Celsius ou Centrígrada; - Escala Fahrenheit. Existe, ainda, a Escala Absoluta ou Kelvin. Escala Celsius ou centrígrada A escala Celsius adota os valores: 0 (zero) – ponto de gelo 100 (cem) – ponto de vapor A distância na escala entre esses dois pontos divide-se em 100 unidades iguais chamadas GRAUS, de maneira que a distância entre os pontos de congelação e ebulição da água, em escala Celsius, é de 100º C. gelo em fusão água em ebulição tG tV Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 -Fig.1 - Graduação de um termômetro um grau Celsius (o C) 71 72 100 o C (tV ) 100 partes iguais 0 o C (tG ) Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 -Fig. 2 - Escala Celsius (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  23. 23. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria tF Escala Fahrenheit Conversão de temperatura As leituras de temperatura em uma escala Celsius podem se converter em Fahrenheit ou vice-versa. Para obtermos a relação entre as leituras, devemos estabelecer uma relação entre os segmentos x e y que são determinados na haste do termômetro. um grau Fahrenheit (o F) 72 71 212 o F (tV ) 180 partes iguais 32 o F (tG ) A escala Fahrenheit, normalmente utilizada nos países de língua inglesa, adota os valores: 32 (trinta e dois) – ponto de gelo 212 (duzentos e doze) – ponto de vapor O intervalo entre esses dois pontos é dividido em 180 partes, cada uma das quais é o Grau Fahrenheit, cujo símbolo é 100º F. Ao criar sua escala , Fahrenheit teria adotado 0 (zero) para mistura de cloreto de amônia e neve, e 100 (cem) para a temperatura do corpo humano. Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 -Fig. 3 - Escala Fahrenheit ponto do vapor sistema ponto do gelo X Y tC 100 0 C 212 0 F 0 0 C 32 0 F Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 -Fig. 4 - Conversão entre as leituras nas escalas Celsius e Fahrenheit (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  24. 24. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Sendo tC a leitura Celsius e tF a leitura Fahrenheit para dada temperatura de um sistema, a relação entre os segmentos x e y é assim representada: x tc - 32 tF - 32 tc tF - 32 Desta relação obtemos: tc 5 (tf - 32) tF = 1,8 tc + 32 Escala absoluta ou Kelvin A temperatura mais baixa que pode existir é um estado térmico em que cessa a agitação térmica, isto é, em que as moléculas estão em repouso. A esse limite inferior de temperatura dá- se o nome de zero absoluto que corresponde à temperatura de - 273, 165 ºC. Na prática, utiliza-se o valor - 273º C. Baseado neste estado térmico, Lord Kelvin estabeleceu a escala absoluta, que tem origem (zero) no Zero Absoluto e adota como unidade o Kelvin (K), cuja extensão é igual à do Grau Celsius (C). Ponto de Gelo: 0º C correspondente a 273 K Ponto de Vapor: 100º C correspondente a 373 K Uma variação de 1º C é igual à variação de temperatura de 1 K. Assim, tK = tc + 273 = = 9 100 180 = y 100 - 0 212 - 32 = (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  25. 25. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria onde: tK = temperatura absoluta em graus Kelvin; tc = temperatura em graus Celsius. Exemplo Um termômetro, num tanque de compressor de ar, indica que a temperatura do ar, ali, é de 55º C. Determinar a temperatura absoluta em graus Kelvin. Solução: tK = tc + 273 tK = 55 + 273 tK = 328 K Calorimetria Considere dois corpos A e B em diferentes temperaturas tA e tB , tais que tA > tB . Colocando-os em presença um do outro, verifica-se que a energia térmica é transferida de A para B. Essa energia térmica em trânsito é denominada calor. Calor é a energia em trânsito entre corpos de diferentes temperaturas. A passagem de calor cessa ao ser atingido o equilíbrio térmico, isto é, quando as temperaturas se igualam. calor TA > TB TA = TB Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 -Fig. 5 - Equilíbrio térmico (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  26. 26. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria O corpo A cede calor para o corpo B, até as temperaturas se igualarem. Unidade de calor A quantidade de calor Q trocada pelos corpos A e B (figura anterior) tem por unidade a unidade de energia, já que o calor é uma forma de energia, não sendo possível medi-lo diretamente. O calor só pode ser medido através de seus efeitos sobre um material; por exemplo, a mudança de temperatura, estado, tamanho, etc. A unidade de quantidade de calor é o Joule (Sistema Internacional); porém, a unidade mais comumente utilizada em refrigeração é a quilocaloria, que se abrevia kcal. No sistema inglês utiliza- se British Thermal Unit, cuja abreviatura é btu. Quilocaloria (Kcal) É a unidade de quantidade de calor utilizada no sistema métrico. É a quantidade de calor necessária para produzir a elevação de 1º C em 1 quilograma de água, à pressão atmosférica normal. British Thermal Unit (BTU) É a unidade de quantidade de calor utilizada nos países de língua inglesa; btu é a quantidade de calor necessária para produzir a elevação de 1º F em libra de água, à pressão atmosférica normal. Relação entre unidades: 1 btu = 0, 252 kcal Efeitos do calor A adição ou remoção de calor pode produzir uma mudança de estado físico da matéria, assim como mudança de temperatura. Ao se expor uma barra de ferro à chama de um maçarico, observa-se que o calor fornecido pela chama provoca uma variação de temperatura no ferro. Colocando um cubo de gelo numa chama, nota-se que o calor cedido pela chama provoca uma mudança de estado (fusão) no gelo. Se o efeito no corpo for apenas variação de temperatura, o calor é chamado sensível. Se o efeito no corpo for apenas mudança de estado, o calor é chamado latente. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  27. 27. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Equação fundamental da calorimetria - calor específico A quantidade de calor (Q) cedida ou recebida por um corpo depende de sua massa (m), da variação de temperatura ( t = temperatura final - temperatura inicial) e da natureza do material que constitui o corpo. Assim, temos a equação fundamental da calorimetria: Q = m . c . t onde: c é o calor específico que é característico do material que constitui o corpo. Q kcal O calor específico de um material é a quantidade de calor requerida para elevar a temperatura de 1 kg do material 1 ºC. Por exemplo: o calor específico do alumínio é 0,226 kcal /kg ºC, enquanto que o do latão é 0,089 kcal/kgºC. Isto significa que se requerem 0,226 kcal para elevar a temperatura de 1kg de alumínio 1ºC, enquanto serão necessárias somente 0,089 kcal para elevar a temperatura de 1 kg de latão 1ºC. O calor específico de um material no estado sólido é aproximadamente a metade do valor do mesmo material em estado líquido. Por exemplo: o calor específico do gelo é 0,5 kcalºC, enquanto que o da água é 1 (A água é uma das substâncias de maior calor específico na natureza). Calor Específico de algumas substâncias: Alumínio – 0,226 kcal/kgºC Cobre – 0,095 kcal/kgºC Ferro – 0,110 kcal/kgºC Latão – 0,089 kcal/kgºC Ouro – 0,032 kcal/kgºC Prata – 0,056 kcal/kgºC m . Dt kg ºC =Unidadec = (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  28. 28. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Para cada substância, o calor específico depende do seu estado de agregação. Para água, nos três estados, temos: Sólido (gelo) – 0,5 kcal/kgºC Água líquida – 1 kcal/kgºC Vapor d’água – 0,48 kcal/kgºC Calor latente Há fenômenos em que ocorrem trocas de calor e a temperatura permanece constante. É o que acontece, por exemplo, durante as mudanças de fase. Calor latente de uma mudança de fase é a quantidade de calor que a substância recebe (ou cede) por unidade de massa, durante a transformação, matendo-se constante a temperatura. Imaginemos um recipiente contendo gelo inicialmente a 0ºC (A). Se colocarmos esse recipiente em presença de uma fonte de calor, notaremos que o gelo se transforma em água líquida, mas a temperatura durante a fusão permanece constante (B). Enquato o gelo derrete, a temperatura se mantém a 0º C, sob pressão normal. Quando o gelo derrete, verifica-se que deve receber 80 quilocalorias por quilograma, mantendo-se a temperatura constante em 0º C (C). Essa quantidade é denominada calor latente de fusão do gelo. Calor latente de fusão do gelo (0º C) = 80 kcal/kgºC. Calor latente de vaporização da água (100º C) = 539 kcal/kgºC. (A) (B) (C) 00 C 00 C 00 C Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  29. 29. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria A equação para cálculo da quantidade de calor latente é dada por QL = mL onde: QL = quantidade de calor latente M = massa (kg) L = calor latente (kcal/kg) Processos de transmissão de calor Os principais tipos de transmissão de calor são: • Condução; • Convecção; • Irradiação. Condução térmica Segure a extremidade de uma barra de ferro e leve a outra extremidade a uma chama. Após um intervalo de tempo relativamente curto, a extremidade que você segura estará quente. O processo pelo qual o calor se propagou para a mão é denominado condução térmica. O ferro é bom condutor. O calor se propaga rapidamente da extremidade B para A. A B Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  30. 30. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria No exemplo dado, parte da energia calorífica da extremidade quente fluirá. Por condução de molécula a molécula, através da barra, para a outra extremidade. Espontaneamente, o calor sempre se propaga de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Se a experiência descrita fosse realizada com uma barra de vidro, só após muito tempo a extremidade A estaria aquecida, pois o vidro é um mau condutor ou isolante térmico. O isolamento térmico é uma importante aplicação relacionada com a condução. Assim, utilizam-se materiais isolantes térmicos para manter um corpo numa temperatura mais alta ou mais baixa que o ambiente. A capacidade relativa de condução de calor em um material é conhecida como condutividade térmica. Os materiais que são bons condutores de calor têm uma alta condutividade térmica e os maus condutores de calor têm baixa condutividade e são empregados como isolantes térmicos. Em geral, os sólidos conduzem calor melhor que os líquidos, e os líquidos melhor que os gases. Isto se explica pela diferença de estrutura molecular. As moléculas de um gás se encontram muito separadas, e a transferência de calor por condução, de molécula a molécula, torna-se difícil. Convecção térmica A transferência de calor por convecção ocorre quando há movimento de calor de um lugar para outro, por meio de correntes que se estabelecem dentro de um meio fluido. Estas correntes são conhecidas como correntes de convecção, e a movimentação das diferentes partes do fluido ocorre pela diferença de densidade que surge em virtude do aquecimento ou resfriamento do mesmo. Ao se aquecer um recipiente contendo água, a sua temperatura aumenta e se dilata; isto é, aumenta o seu volume por unidade de peso. Assim, as porções mais quentes das regiões inferiores, tendo sua densidade diminuída, sobem, e as porções mais frias da região superior, tendo maior densidade, descem. As porções mais frias da água descem para substituir as mais rápidas, que se elevam. chama o calor é conduzido da chama à água através do fundo do recipiente Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 -Fig. 8 - Correntes de convecção num líquido em aquecimento (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  31. 31. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria As porções quentes da “água” se tornam mais rápidas subindo à superfície, distribuíndo-se, assim, o calor em toda a massa. Algumas aplicações e conseqüências da convecção térmica a. Aquecimento de ambiente O aquecimento de ambiente em edifícios pode ser efetuado através de trocas de calor entre o ar e a água quente ou vapor circulando por dentro dos tubos de trocadores de calor, também conhecidos como convectores. b. Radiador de automóveis A água quente aquecida pelo motor, sendo menos densa, sobe; a água mais fria da parte superior desce. Em alguns automóveis, a convecção é forçada por uma bomba d’água. c. Resfriamento Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte superior porque o fluido frio tende a descer. Por isso, o congelador de uma geladeira é colocado na parte superior. Pela mesma razão, ao se fazer o resfriamento de um barril de chope, o gelo é colocado sobre ele. ar quente ascendente ar frio de retorno serpentinas de vapor Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 -Fig. 9 - Ambiente aquecido por convecção natural (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  32. 32. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Irradiação térmica O calor do Sol chega à Terra, sendo que a maior parte do percurso se faz no espaço vazio ou vácuo, onde não há meio material para permitir a condução ou convecção. Desta forma, irradiação é a propagação de calor de um corpo quente a um corpo frio, por um processo que ocorre em um meio intermediário que não se aquece. A irradiação térmica efetua-se através de ondas eletromagnéticas denominadas ondas caloríficas ou de calor radiante, onde predominam os raios infra-vermelhos. Se colocarmos a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, teremos sensação de calor. Como o ar é mau condutor térmico, praticamente não ocorre condução. Também não há convecção, porque o ar quente sobe. Então, o calor que recebemos só pode nos ter atingido, admitindo-se que ondas se propagaram da lâmpada até nossa mão. Poderíamos classificar as fontes de calor como calor luminoso e calor obscuro. O calor luminoso é que vem acompanhado de luz (sol e lâmpadas incandescentes). O calor obscuro não vem acompanhado de luz (forno, ferro de passar e resistências). A quantidade de energia radiante que passa por um material depende do seu grau de transparência. Um material altamente transparente, por exemplo o cristal, permite que a maior parte da energia radiante passe; enquanto que os materiais opacos, como a madeira e o metal, não podem ser penetrados por ondas de energia radiante. A incidência do calor radiante sobre a superfície de um corpo pode ser parcialmente absorvida, refletida e transmitida, dependendo da natureza da superfície do material, isto é, da textura e da cor. Os materiais com superfícies de cores claras ou polidas, por exemplo espelhos, refletem praticamente toda energia que neles incide, enquanto que os materiais com superfícies rugosas, opacas ou escuras absorvem maior quantidade de energia radiante. Definindo: • corpo negro é o um corpo ideal com índice de absorvidade igual a 1 (100%) e refletividade nula; • espelho ideal é aquele que reflete totalmente a energia radiante que nele incide, tendo absorvidade nula e refletividade igual a 1 (100%). No verão, usam-se de preferência roupas brancas ou claras, a fim de refletir o calor radiante. Em determinadas condições de pressão e temperaturas, uma substância pode passar de uma fase para outra, ocorrendo, então, uma mudança de fase ou mudança do estado de agregação. As mudanças de fases possíveis a partir das fases básicas (sólida, líquida e gasosa) são fusão, solidificação, vaporização e condensação. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  33. 33. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Diagrama de fases A fase em que uma substância se encontra depende de suas condições de pressão e temperatura, podendo estar também num estado que corresponda ao equilíbrio entre as duas fases ou mesmo entre as três fases. Representando-se diferentes estados da substância no gráfico Pressão x Temperatura, obtemos o denominado Diagrama de Fases da substância. elevação de temperatura abaixamento de temperatura sublimação sublimação (cristalização) fusão sublimação solidificação condensação sólido líquido gasoso T - ponto triplo ou tríplice 1 - curva de fusão 2 - curva de vaporização 3 - curva de sublimação 1 2 T 760 mmHg 4,58 mmHg 00 C 0,010 C 1000 C 3 líquido vapor sólido ÁGUA p t(o C) t (o C) Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10 Fig.11Fig.11Fig.11Fig.11Fig.11 líquido (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  34. 34. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria O estado representado pelo ponto comum às três curvas é denominado ponto triplo ou tríplice. Assim, sob pressão de 4,58 mmHg e temperatura de 0,01 ºC, podemos obter para a água um sistema constituído por gelo, água em estado líquido e vapor d’água em equilíbrio. O diagrama de fases é constituído de três curvas figurativas dos estados de equilíbrio da substância: • equilíbrio sólido líquido = Curva de Fusão • equilíbrio líquido vapor = Curva de Vaporização • equilíbrio sólido vapor = Curva de Sublimação Equilíbrio sólido-líquido Fusão e solidificação Se aquecermos um sólido cristalino sob pressão constante, superior ao ponto triplo, ele sofre fusão a uma temperatura tF , a qual permanece constante durante o processo. Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 -Fig. 12 - Gelo, água em estado líquido e vapor d’água em equilíbrio gelo vapor água em estado líquido termômetro P = 4,58 mmHg manômetro Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 -Fig. 13 - Aquecimento de um corpo inicialmente sólido t (o C) tF 0 Q (kcal) fusão líquido sólido (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  35. 35. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria O calor absorvido por unidade de massa, enquanto o corpo funde, constitui o calor latente de fusão. Quando um líquido é resfriado sob pressão constante, ele sofre solidificação à mesma temperatura na qual o sólido se funde. O calor perdido por unidade de massa, enquanto o líquido se solidifica, é o calor latente de solidificação. Equilíbrio líquido vapor Ebulição e Condensação Se aquecermos uma substância pura na fase líquida, sob pressão constante, ela ferve, isto é, sofre ebulição numa temperatura TV , que permanece constante durante o processo. O calor que o líquido absorve por unidade de massa, enquanto ferve, constitui o calor latente de vaporização. Se resfriarmos o vapor de uma substância pura, sob pressão constante, o mesmo se transforma em líquido, isto é, sofre condensação ou liquefação na mesma temperatura em que o líquido ferve. Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 -Fig. 14 - Resfriamento de um corpo inicialmente líquido t (o C) ts 0 Q (kcal) solidificação líquido sólido t (o C) tV 0 Q (kcal) vaporização líquido vapor Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 -Fig. 15 - Aquecimento de um corpo inicialmente líquido (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  36. 36. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria . O calor perdido por unidade de massa durante a mudança de fase é o calor latente de condensação. Tabela 1 - Relação entre temperatura de ebulição x pressão t (o C) tC 0 Q (kcal) vaporização líquido vapor Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 -Fig. 16 - Resfriamento de um corpo inicialmente na fase de vapor (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  37. 37. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria A temperatura de ebulição de um líquido depende da pressão exercida sobre o mesmo. Temperatura (o C) Polegadas de mercúrio Libra./pol2 Mícrons* 100 29,92 14,696 756.968 96 25,00 12,279 635.000 90 20,69 10,162 525.526 80 13,98 6,866 355.092 70 9,20 4,519 233.680 60 5,88 2,888 149,352 50 3,64 1,788 92.456 40 2,17 1,066 55.118 30 1,25 0,614 35.560 26,7 1,00 0,491 25.400 24,4 0,90 0,442 22.860 22,2 0,80 0,393 20.320 20,6 0,70 0,344 17.780 17,8 0,60 0,295 15.240 15,0 0,50 0,246 12.700 11,7 0,40 0,196 10.160 7,2 0,30 0,147 7.620 0 0,18 0,088 4.572 - 6,1 0,10 0,049 2.540 -14,4 0,05 0,0245 1.270 - 31 0,01 0,0049 254 -37 0,005 0,00245 127 -51 0,001 0,00049 25,4 -57 0,0005 0,00024 12,7 -68 0,0001 0,00049 2,54 * Mícrons l”=2,54cm=25,4mm=2.540mícrons 0,1”=0,254cm=2,54mm=2.540mícrons 0,39”=0,1cm=1mm=1.000mícrons (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  38. 38. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Para qualquer substância, se a pressão externa aumentar, o líquido ferverá numa temperatura mais elevada. A água, em particular, ferve a 100 ºC ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é normal (1 atm). Em maiores altitudes, a ebulição da água ocorre em temperaturas mais baixas, porque a pressão atmosférica é menor. A temperatura de ebulição de uma substância depende da altitude. Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 -Fig. 17 - Curva de vaporização da água p (mmHg) t (o C) 165.300 11.630 760 4,58 0 0,01 100 200 374 LA PAZ QUITO BRASÍLIA SÃO PAULO RECIFE Mar 870 C 900 C 960 C 980 C 1000 C Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  39. 39. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Equilíbrio sólido – vapor Sublimação Se um sólido cristalino for aquecido sob pressão constante, inferior à pressão do ponto triplo, ele sofre sublimação, numa temperatura tS , que permanece constante durante o processo. Ex : lodo e gelo seco Se, sob a mesma pressão, o vapor da substância for resfriado, ele se transforma em sólido, sofrendo sublimação ou cristalização à mesma temperatura em que ocorreu o processo anterior. O vapor, ao ser resfriado, se cristaliza à temperatura tS . Ao se aquecer iodo cristalino em um recipiente, verificamos que o mesmo passa diretamente para a fase de vapor à temperatura de 185,3 ºC. Se, acima do recipiente de onde saem os vapores de iodo, colocarmos uma superfície fria, notaremos a formação de cristais de iodo sobre a mesma, pois os vapores cristalizam-se ao entrarem em contato com a superfície. Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 -Fig. 19 - Aquecimento de um corpo inicialmente sólido t (o C) tS 0 Q (kcal) sublimação sólido t (o C) tS 0 Q (kcal) sublimação sólido vapor vapor Fig. 20Fig. 20Fig. 20Fig. 20Fig. 20 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  40. 40. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Conceitos sobre substâncias puras e mudanças de fase Temperatura de saturação Ao se elevar a temperatura de um líquido, parte dele se transforma em vapor. A temperatura do líquido nessa condição é denominada temperatura de saturação. Vapor saturado É o vapor produzido por um líquido em vaporização, desde que se encontre nas mesmas condições de pressão e temperatura do líquido saturado do qual provem. Pode-se definir, também, vapor saturado como vapor à temperatura, de maneira que qualquer resfriamento faça com que o mesmo se condense e tome a estrutura molecular do estado líquido. Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 -Fig. 21 - Sublimação e cristalização do iodo superfície fria 185,30 C (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  41. 41. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Vapor superaquecido Vapor superaquecido é um vapor que se encontra a qualquer temperatura acima da saturação. Se, após a vaporização, se aquece o vapor, de maneira que sua temperatura seja acima da temperatura do líquido em vaporização, diz-se que o vapor está superaquecido. FigFigFigFigFig. 22 -. 22 -. 22 -. 22 -. 22 - Vapor saturado saída de água do condensador o vapor entrega calor à água fria, no condensador, condensando-se em água vapor condensado que abandona o condensador a 1000 C vapor saturado a 1000 C entrada de água fria recebe calor FigFigFigFigFig. 23 -. 23 -. 23 -. 23 -. 23 - Vapor superaquecido Recebe calor vapor saturado recebe calor vapor vapor superaquecido no superaquecedor 1000 C água 1000 C água 1000 C (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  42. 42. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Líquido sub-resfriado Se, após a condensação, o líquido é resfriado, de maneira que sua temperatura se reduza abaixo da temperatura de saturação, diz-se que o líquido se sub-resfria. Assim, um líquido, a qualquer temperatura inferior à da saturação e acima do ponto de fusão, é um líquido sub-resfriado. Compartimento anômalo da água Aquecendo certa massa de água de 0º C até 100ºC, nota-se que de 0ºC a 4ºC o volume diminui e a partir de 4º C o volume aumenta. Trata-se de um comportamento excepcional da água, contraíndo-se quando aquecida de 0ºC a 4ºC. Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 -Fig. 24 - A 4º C a massa da água se contrai. A densidade de uma substância varia inversamente com o volume. Portanto: de 0ºC a 4ºC –volume diminui/densidade aumenta; acima de 4ºC – volume aumenta/densidade diminui. Sendo o volume da água mínimo a 4º C, nesta temperatura a água apresenta densidade máxima, que corresponde a 0,99997 kg/l e ocorre rigosamente a uma temperatura de 3,98º C. 00 C 40 C >40 C 0 4 V (cm3 ) t (0 C) (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  43. 43. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Tabela 2 - Equivalências Para converter de para: multiplique por: kcal kg 4,186 kcal btu 4 kcal kgm 427 kcal/kg btu/lb 1,8 kwh btu 3,413 kwh kcal 860 kw HP 1,341 cv HP 0,9863 cv kw 0,7355 kgm btu 9,294 x 10-3 kgm J 9,807 TR btu/h 12.000 TR kcal/h 3.024 vapor superaquecido 1,0000 0,9999 0,9998 0,9997 0,9996 0 2 4 6 8 10 t (0 C) d (g/cm3 ) Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 -Fig. 25 - Gráfico e variações da densidade da água (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  44. 44. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria TR - Tonelada de refrigeração É a unidade de quantidade de calor mais comumente utilizada em ar condicionado. É um termo introduzido pelos americanos: tonelada de refrigeração é a quantidade de calor necessária para fundir 2.000 libras de gelo em 24 horas. Demonstração: Sabe-se que a quantidade de calor necessária para fundir o gelo é dada pela fórmula: Q = mL onde: Q = quantidade de calor (btu) m = massa do gelo (2.000 lb) L = calor latente de fusão do gelo (144 btu/lb) 144 btu Q 288.000 btu 12.000 btu 1 kcal = 3.9685 btu Portanto: 1 TR = 12.000 btu/h = 3.024 kcal/h Alguns autores definem TR como sendo a quantidade de calor necessária para fundir uma tonelada de gelo em 24 horas. No Sistema Métrico, sabemos que uma tonelada é igual a 1.000 kg e o calor latente de fusão do gelo é igual a 80 kcal/kg. 24 h 24 h h TR = = = Q = 2.000lb x = 288.000 btu lb (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  45. 45. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Termometria Teremos, portanto: Q = 1.000 kg x 80kcal = 80.000 kcal TR = 80.000 = 3.024 A diferença constatada explica-se pelo fato de que o valor correto equivalente a 2.000 libras é de 907,18 kg. Se utilizarmos este valor, teremos: Q = 907.18 kg x 80 = 72.574,4 kcal TR = = 3.024 kcal/h 1 TR = 3.024 kcal/h 3.000 kcal/h kcal kg 72.574,4 24h kcal Kg kcal h (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  46. 46. Preparação de tubos para uso em refrigeração (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  47. 47. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Na prática da refrigeração, em vários momentos, surge a necessidade de se unir componentes (compressor, evaporador, filtros, etc.). Essa interligação é feita através de tubos. As conexões poderão ser efetuadas por processo de flangeamento e/ou soldagem. Normalmente, os tubos usados em refrigeração são de cobre, que é utilizado na proteção de outros metais oxidáveis, por meio de eletrólise. Esse processo reveste esses metais de uma camada protetora de cobre, por meio de corrente elétrica, num banho de ácido. Para uso industrial, o cobre se apresenta sob as formas de vergalhões, chapas, fios e tubos. Os vergalhões e chapas são obtidos por laminação; os fios e os tubos, por trefilação. Esses processos de modificação de formas são aplicados ao cobre, ao aço e a outros materiais metálicos, em instalações caras e de grande produção. Os vergalhões são indicados ou especificados comercialmente pelas medidas lineares da seção ou do perfil. Os fios e chapas o são por números padrões (FIEIRAS - conforme figura). Às fieiras correspondem tabelas contendo os diâmetros (em milímetros ou polegadas) dos números dos fios e as espessuras dos números das chapas, também em milímetro ou polegadas. Finalmente, os tubos são especificados pelos diâmetros e espessuras das paredes. chapa Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  48. 48. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração O cobre, depois do aço e do ferro fundido, é o material metálico de maior uso na indústria, apresentando as seguintes características: 1. cor avermelhada; 2. massa específica: 8,9 g/cm3 , temperatura em que se funde: 1083o C; 3. maleável, isto é, de fácil deformação, deixando-se laminar bem; 4. dúctil; facilmente se esteada em fios; 5. pouco duro; 6. pouco tenaz, isto é, resiste mal aos esforços de deformação lenta (torção, flexão, tração e compressão); 7. bom condutor de eletricidade. depois da prata, é o melhor condutor de corrente elétrica; 8. bom condutor de calor; 9. quando exposto ao ar úmido, oxida-se, cobrindo-se de uma camada esverdeada (azinhavre). Resiste, entretanto, muito bem à corrosão, quer pela água, quer por ácidos diluídos, tais como o ácido sulfúrico e o ácido clorídrico; 10.nãosepresta,quandoisolado,atrabalhosdefundição.Suasligas,entretanto,moldam-semuitobem; 11. quando sofre deformações freqüentes (martelagem, por exemplo), torna-se duro e quebradiço. Para que o cobre, em tal caso, recupere a maleabilidade, deve ser aquecido (recozido) e, em seguida, mergulhado em água fria. Vantagens do uso do cobre • Por ser maleável e bom condutor de calor, presta-se bem à construção de caldeiras, tachos e, em geral, tanques e tubulações de vapor e de água quente. • Por ser dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade, tem variado emprego na fabricação de fios, chapas, contatos, barras, parafusos e peças diversas para usos da eletricidade, na telegrafia e na telefonia. • Por sua resistência à corrosão é, em algumas regiões, usado em calhas, condutores e até na cobertura de certas partes de prédios. Flangeamento de tubos Dados os cuidados com os tubos de refrigeração, a sua preparação requer o uso de ferramentas especiais que propiciem um perfeito acabamento com total vedação. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  49. 49. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Cortador de tubos É a ferramenta que permite ao mecânico de refrigeração cortar tubos de cobre para a realização das operações de substituição dos componentes ou emenda de tubos. • O cortador de tubos de cobre é constituído em duralumínio e aço, o que possibilita sua forma compacta, facilitando o seu manuseio. • Alguns cortadores já dispõem de escareador. • Outros, para tubos mais largos, dispõem de duas roldanas e lâmina de corte de maior diâmetro. Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2 Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3 Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  50. 50. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Em qualquer circunstância, é necessário escarear o tubo pois, durante o corte, é formada rebarba em sua extremidade interna, o que dificulta a introdução do alargador. Alargador É uma ferramenta usada em mecânica de refrigeração, que permite a montagem de dois tubos com o mesmo diâmetro. Uma das extremidades de um tubo é alargada pela ferramenta, até atingir o diâmetro externo de outro tubo. Tipos Existem três tipos de alargadores de tubo: • de impacto; • de expansão; • de repuxo. Alargador de impacto É o tipo mais comum e seu uso requer que o tubo seja fixado no estampo. Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  51. 51. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Alargador de expansão É o mais prático e o mais perfeito. Seu funcionamento consiste no encaixe do mandril ao tubo a ser expandido e no acionamento da alavanca. Alargador de repuxo Só usado em casos especiais, pois depende de uma máquina de furar, de coluna. Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6 Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7 Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  52. 52. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Flangeador Flangeador é uma ferramenta que permite ao mecânico dar forma ao tubo para que, ao ser aplicado, possa ser feita uma vedação completa na colocação de uniões da tubulação, em válvulas, registros, etc. O flangeador é composto de base (estampo) e um grampo contendo um parafuso rosqueado com seu corpo. Na extremidade do parafuso encontra-se uma ponta cônica giratória. Esta, ao ser encaixada, permite o giro do parafuso, sem que haja atrito no tubo a ser flangeado. O bom flangeamento depende das condições do tubo e do flangeador, sendo necessário que os dois estejam em bom estado. Procedimentos para alargar e flangear tubos de cobre Alargar o tubo é aumentar o seu diâmetro, para permitir que as emendas de tubos sejam feitas com segurança tanto pelo processo de solda como pelo de conexões. parafuso grampo ponta cônica base estampo Fig. 9Fig. 9Fig. 9Fig. 9Fig. 9 Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  53. 53. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Roteiro – PREPARAÇÃO PARA FLANGEAR TUBO CASO I 1. Corte o tubo e escareie, usando um cortador de tubo. a. Monte o cortador no tubo. b. Aperte ligeiramente a lâmina ao tubo e gire o cortador, repetindo a operação até que o tubo fique cortado. c. Escareie o tubo com ferramenta própria e gire o escareador apontado, depois, no tubo. 2. Flangeie o tubo. a. Selecione o furo de acordo com o seu diâmetro e prenda-o ao suporte do flangeador. Fig. 11Fig. 11Fig. 11Fig. 11Fig. 11 Fig. 12Fig. 12Fig. 12Fig. 12Fig. 12 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  54. 54. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Observação A altura que fica fora do suporte é proporcional ao flange e ao diâmetro do tubo. b. Monte o expansor no suporte e aperte, até que o flange fique preso entre o expansador e o suporte. Observação Existem outros tipos de flangeadores de tubos, porém o mais usado em refrigeração é o modelo mostrado. Fig. 13Fig. 13Fig. 13Fig. 13Fig. 13 Fig. 14Fig. 14Fig. 14Fig. 14Fig. 14 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  55. 55. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração Roteiro – PREPARAÇÃO PARA ALARGAR TUBOS 1. Corte o tubo e escareie, usando um cortador de tubo, conforme procedimentos na tarefa anterior. Em seguida, alargue a extremidade do tubo. a. Selecione o furo do suporte e prenda o tubo. b. Introduza o alargador no tubo. c. Bata com o martelo sobre o alargador. d. Gire o alargador entre cada martelada. Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15 Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  56. 56. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Preparação de Tubos para Refrigeração CASO II Roteiro – CORTE DE TUBOS CAPILARES 1. Faça uma marca em volta do tubo usando lima-faca-murça, e seccione-o, flexionando-o com movimentos alternativos. Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17 Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  57. 57. Procedimentos para soldagem (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  58. 58. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  59. 59. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Gases São elementos químicos utilizados para produzir a combustão nos processos de soldagem e de cortes. Os gases responsáveis pela combustão são: • oxigênio; • acetileno. O processo de solda utilizado para soldagem de tubos é por oxiacetileno. Partes do equipamento de soldagem oxiacetilênica Cilindro É um recipiente especial para armazenar gases. Para a soldagem oxiacetilênica, serão utilizados dois cilindros: um para armazenar o oxigênio; outro, para armazenar o acetileno. Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  60. 60. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Tipos de cilindros para os referidos gases: seus tamanhos e capacidades. Cilindro para Acetileno O cilindro para acetileno é um recipiente de aço, sem costuras e o seu interior está cheio de uma massa porosa, embebida em acetona. A massa porosa, existente no interior, embebida em acetona, tem a finalidade de dissolver grandes proporções de acetileno, evitando que a pressão no interior do cilindro se torne excessiva. Lembre-se de que o acetileno queima e, como qualquer outro gás combustível, forma com o ar uma mistura explosiva. Por isto, devem ser tomados os seguintes cuidados: 1. Não transporte o cilindro deitado. 2. Guarde-o e useo-o com a válvula de segurança para cima. 3. Guarde o cilindro em local: • protegido; • ventilado; • seco; • afastado de material combustível; • afastado da fonte de calor. O cilindro deverá ser manuseado com cuidado, evitando-se quedas e batidas, para que não ocorram explosões. 1. tampa da válvula 2. válvula de segurança 3. saída de rosca esquerda 4. parede grossa 5. massa porosa com acetona 1 2 3 4 5 Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  61. 61. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Observação Lembre-se de que o oxigênio ajuda a queima dos gases combustíveis. Por isto, devem ser tomados os seguintes cuidados com o cilindro de oxigênio. 1. Guarde o cilindro em local afastado de: • óleos; • graxas; • quaisquer substâncias combustíveis. 2. Conserve o cilindro longe de qualquer contato elétrico Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3 Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  62. 62. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Cilindro para oxigênio Cilindro para oxigênio é um recipiente alongado, de aço bastante resistente (forjado) e sem costura. Maçarico É um aparelho que permite obter a chama através de uma temperatura muito elevada, pela combustão de um gás combustível com o oxigênio. Existem dois tipos de maçaricos: • de solda; • de corte (de baixa pressão). Maçarico de solda O maçarico de solda é um aparelho que faz parte do equipamento. Maçarico de baixa pressão É aquele em que é utilizado o acetileno, a uma pressão ligeiramente superior à pressão da atmosfera. Ele é usado em trabalhos mais leves e em metais, como cobre e chumbo. 1. tampa da válvula de oxigênio 2. volante de ajuste 3. válvula de segurança 4. saída da rosca direta 5. parede grossa 1 2 3 4 5 Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  63. 63. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Neste tipo de maçarico, o acetileno não chega até ele com a pressão necessária para uma boa soldagem. Então, o acetileno é aspirado pelo oxigênio por meio do injetor, que está adaptado na parte interna do misturador. Observe, ainda, na figura abaixo, o injetor ampliado. 1. conector da mangueira do acetileno 2. conector da mangueira do oxigênio 3. registro do acetileno 4. registro do oxigênio 5. punho 6. porca de fixação 7. misturador 1 2 4 6 7 5 3 A 1. passagem do oxigênio 2. passagem do acetileno 3. injetor 4. gases misturados 4 3 1 2 acetileno oxigênio gases misturados Partes componentes A. Corpo Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6Fig. 6 Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7Fig. 7 Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8Fig. 8 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  64. 64. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem O oxigênio aspira a quantidade necessária de acetileno e ambos os gases, completamente misturados, saem do maçarico com suficiente pressão, para que a combustão desejada para a soldagem se produza. Com o maçarico de baixa pressão também se pode efetuar soldagens à pressão média. B. Bico O bico é a parte do maçarico que permite a saída da chama. Apresenta as seguintes características: • É fabricado de cobre. • Possui um orifício para a saída de chamas. • É encontrado em diversos tamanhos. O bico é selecionado pelo seu número. Para tal seleção, deve se conhecer, primeiramente, a espessura do material a ser soldado. A espessura do material deve ser medida em milímetros. Fig. 9Fig. 9Fig. 9Fig. 9Fig. 9 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  65. 65. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Para selecionar o bico, leva-se em consideração a espessura do material a ser cortado, para a seguinte tabela: Tabela 3 - Seleção do bico Harris Oxweld Airco 3,17 2,46 0,14 0,14 00 4,76 – 9,52 1,75 – 2,24 0,21 – 0,24 0,21 – 0,35 00 – 0 3 0 – 1 12,70 – 22,22 2,10 – 3,51 0,21 – 0,35 0,21 – 0,42 1 4 1 – 2 25,40 – 38,10 2,46 – 3,51 0,2 – 0,42 0,28 – 0,56 1 6 2 50,80 3,16 0,35 0,56 2 8 3 76,2 2,81 0,42 0,56 3-4 8 4 – 5 101,60 – 152,4 2,81 – 3,86 0,42 – 0,56 0,42 – 0,63 8 5 – 6 177,80 – 203,20 3,51 – 3,86 0,42 – 0,56 0,42 – 0,63 10 228,60 – 304,80 3,86 – 4,92 0,56 – 0,70 0,49 – 0,70 12 330,20 – 406,40 5,62 – 6,32 O,70 – 0,84 0,49 – 0,70 Observação Esta tabela está sujeita às especificações do fabricante. Só foram levados em consideração os modelos comuns de bicos, que possuem tipos equivalentes em outras marcas não apresentadas. Analisando a tabela apresentada para selecionar o bico para cortar o metal, temos: 1. espessura do material em mm; 2. pressão do oxigênio em kg por cm2 ; 3. pressão do acetileno em kg por cm2 ; 4. pressão do propano em kg por cm2 ; 5. número e marca de bicos. Espessura do metal em mm Pressão oxigênio em kg/cm2 Pressão acetileno em kg/cm2 Pressão propano em kg/cm2 Número e marca de bicos (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  66. 66. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Mangueira É um tubo flexivo, oco, de forma cilíndrica, destinada ao transporte de líquidos, de ar e de gases. A mangueira para o equipamento oxiacetilênico tem a finalidade de transportar os gases para o maçarico. Há dois tipos: a de oxigênio e a de acetileno, identificadas pelas cores que apresentam. Mangueira para oxigênio As cores que identificam a mangueira para oxigênio são o azul, o verde ou o preto. O diâmetro interior pode ter: 4 mm, 6 mm e 9 mm. Mangueira para acetileno A cor que identifica a mangueira para acetileno é o vermelho. O diâmetro interior pode ter 4 mm, 6 mm e 9 mm. Comumente, utilizam-se as mangueiras de 6 mm de diâmetro interno. Peças utilizadas para fixar as mangueiras • Braçadeira É uma peça usada para unir e prender as mangueiras. Ela é apertada por um parafuso e uma porca, sendo que seu diâmetro deve estar de acordo com o das mangueiras. 1. borracha natural ou sintética 2. tecido de nylon 1 2 1. braçadeira 2. parafuso 3. porca 12 3 Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10Fig. 10 Fig. 11Fig. 11Fig. 11Fig. 11Fig. 11 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  67. 67. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Observe, nas figuras abaixo, o uso da braçadeira. • Braçadeira usada para unir as mangueiras de oxigênio e acetileno, para que elas não se separem. • Braçadeira usada para prender as mangueiras no regulador de pressão e também no maçarico, para que elas não se soltem. • Agulhas do maçarico É um instrumento de limpeza. Tem a finalidade de desobstruir os orifícios dos bicos a serem usados. Existem diversas espessuras de agulhas. A desobstrução e a limpeza dos orifícios dos bicos devem ser feitas com a agulha que se adapte aos orifícios. oxigênio acetileno braçadeira regulador de pressão braçadeiras mangueiras Fig. 12Fig. 12Fig. 12Fig. 12Fig. 12 Fig. 13Fig. 13Fig. 13Fig. 13Fig. 13 Fig. 14Fig. 14Fig. 14Fig. 14Fig. 14 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  68. 68. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem • Regulador de pressão O regulador de pressão é um instrumento que permite: •reduziraelevadaevariávelpressãodocilindroaumapressãodetrabalhoadequadaparasoldagem; • manter essa pressão constante, durante a soldagem. De acordo com a pressão de trabalho do acetileno, temos três tipos: Alta pressão = quando o acetileno trabalha a uma pressão que varia entre 0,3 a 0,5 kg/cm2 . Média pressão =quando o acetileno trabalha a uma pressão que varia entra 0,3 a 0,5 kg/ cm2 . Baixa pressão = quando o acetileno é mantido a uma pressão comum. O regulador de pressão é acoplado em cada cilindro, isto é, um regulador de pressão ao cilindro de oxigênio e outro ao cilindro de acetileno. Observe os reguladores de pressão para o cilindro de acetileno (A) e para o cilindro de oxigênio (B). A B 1. válvula de segurança 2. manômetro de baixa pressão 3. manômetro de alta pressão 4. corpo do regulador de pressão 5. borboleta de ajuste 6. “niple” de acoplamento com o cilindro 7. “niple” de saída da mangueira 7 6 5 4 12 3 Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15Fig. 15 Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16Fig. 16 Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17Fig. 17 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  69. 69. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Roteiro – PREPARO DO EQUIPAMENTO OXIACETILÊNICO 1. Monte os reguladores de pressão. Os cilindros devem ficar em posição vertical e fixos, para evitar a queda dos mesmos. a. Retire a tampa dos cilindros. b. Abra e feche ligeiramente as válvulas para retirar impurezas. Antes de abrir o cilindro de acetileno, certifíque-se de que não existe fogo por perto. Ao manipular os cilindros, deve-se ter as mãos limpas de graxa e óleo, pois estes podem provocar combustão explosiva. Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18Fig. 18 Fig. 19Fig. 19Fig. 19Fig. 19Fig. 19 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  70. 70. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem O regulador de pressão possui dois manômetros com as seguintes finalidades: • Manômetro de baixa bressão: registrar a pressão necessária de trabalho, que é regulada de acordo com o número do bico e com a espessura do material que está sendo soldado. Observação Deve-se regular este manômetro, consultando a tabela para seleção do bico. • Monômetro de alta pressão: registrar o conteúdo do gás contido no cilindro. - Para manejar o regulador de pressão, gira-se a borboleta de ajuste em dois sentidos: horário e anti-horário. - Girando a borboleta no sentido horário, a ponteira do manômetro de baixa pressão sobe, indicando que a pressão subiu. Determina-se, então, a pressão necessária ao trabalho. - Girando a borboleta no sentido anti-horário, a ponteira do manômetro de baixa pressão desce, indicando que a pressão baixou, não existindo pressão para a realização do trabalho. Você encontra, ainda, no regulador de pressão, outras partes que o compõem. A válvula de segurança tem como finalidade evitar o excesso de escapamento do gás, diante da possibilidade de um aumento de pressão no cilindro. Roteiro – INSTALAÇÃO DE REGULADOR 1. Coloque os reguladores de pressão nos seus respectivos cilindros, utilizando a chave de boca adequada à porca, tendo cuidado para que os manômetros fiquem numa posição tal, que o operador possa ler, com facilidade, a pressão. 2. Afrouxe a borboleta de ajuste no sentido anti-horário, isto é, no sentido contrário aos ponteiros do relógio. 3. Coloque as mangueiras nos “niples” de saída de oxigênio e acetileno dos reguladores de pressão, apertando com a chave adequada aos “niples”. Fig. 20Fig. 20Fig. 20Fig. 20Fig. 20 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  71. 71. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem 4. Coloque as mangueiras nos conectores de acetileno e de oxigênio do maçarico de baixa pressão, apertando com a chave de boca adequada às porcas das mangueiras. Observações • A mangueira que conduz o acetileno é de cor vermelha e tem sua porca com rosca esquerda. • A mangueira que conduz o oxigênio é de cor azul, verde ou negra e tem sua porca com rosca direita. 5. Coloque as braçadeiras, ajustando-as nas mangueiras próximas ao “niple” de saída da mangueira dos reguladores de pressão e dos conectores do maçarico, com a chave de fenda. 6. Monte o maçarico de baixa pressão. a. Ajuste o bico manualmente, colocando-o em posição de trabalho. Fig. 21Fig. 21Fig. 21Fig. 21Fig. 21 Fig. 22Fig. 22Fig. 22Fig. 22Fig. 22 Fig. 23Fig. 23Fig. 23Fig. 23Fig. 23 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  72. 72. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem 7. Regule a pressão de trabalho, abrindo as válvulas do cilindro e aperte os registros do acetileno e do oxigênio do maçarico. 8. Acenda o maçarico. a. Abra o registro de acetileno do maçarico dando ¼ de volta. 9. Elimine as pressões. a. Feche as válvulas dos cilindros. b. Afrouxe as borboletas de ajuste dos manômetros de pressão. c. Abra os registros do maçarico para tirar os gases que estão nas mangueiras e, em seguida, feche-os. Observação Deve-se seguir os mesmos passos para preparar equipamento oxiacetileno, com o maçarico de alta pressão. Durante a soldagem pode ocorrer, a qualquer momento, retrocesso de chama no maçarico, com risco de explosão. Neste caso, proceda do seguinte modo: 1. Feche o registro de oxigênio do maçarico. 2. Feche o registro de acetileno do maçarico. 3. Esfrie o maçarico, colocando-o num recipiente com água. 4. Retire o maçarico da água e abra o registro de oxigênio, para retirar a água que penetrou no maçarico. No processo da soldagem a ser realizada, faz-se necessário regular a chama do maçarico apropriado. A temperatura máxima de uma chama oxiacetilênica é de aproximadamente 3100ºC, situando-se nas proximidades da extremidade do dardo. Coloque os óculos. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  73. 73. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Temperatura de combustão nas diferentes zonas de chama Regulagem da chama Neste processo de soldagem existem três tipos de chamas: • chama neutra; • chama oxidante; • chama redutora ou carburante. Chamaneutra Alimentação em volumes iguais de oxigênio e acetileno. Esta chama é destruidora dos óxidos metálicos que se podem formar no decorrer da soldagem. Deve ser usada exclusivamente em soldas de tubos de cobre com tubos de cobre. Chama oxidante Chama com excesso de oxigênio, mais quente que a neutra. Conveniente para a soldagem do latão. dardo penacho 2.9500 C 3.0500 C 2.8500 C 2.7000 C 0 5 10 15 (cm) dardo azul claro brilhante chama azul celeste Fig. 24Fig. 24Fig. 24Fig. 24Fig. 24 Fig. 25Fig. 25Fig. 25Fig. 25Fig. 25 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  74. 74. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Chamaredutoraoucarburante A chama com excesso de acetileno é menos quente que a chama neutra. Ela é usada principalmente para a soldagem de alumínio e suas ligas e, ainda, para a soldagem de tubos de cobre com tubos de aço. Pré-aquecimento Exemplos de temperaturas medidas sobre uma peça, quando se faz variar a distância da ponta do dardo à peça, usando uma chama constante e do tipo carburante. chama azul celeste dardo azul claro brilhante com brilho concentrado menor que o da chama neutra chama azul celestedardo azul claro sem brilho dardo azul claro brilhante 980 0 C 700 0 C 540 0 C 260 0 C (cm) 5,0 2,5 1,5 0,7 Fig. 26Fig. 26Fig. 26Fig. 26Fig. 26 Fig. 27Fig. 27Fig. 27Fig. 27Fig. 27 Fig. 28Fig. 28Fig. 28Fig. 28Fig. 28 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  75. 75. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Na soldagem a maçarico, o pré-aquecimento da peça, desenvolvendo movimentos circulares, deve exercer-se em toda ou quase toda a superfície em profundidade. No caso de tubulações, é sempre conveniente usar o seguinte tipo de maçarico. Procedimentos para soldagem • Quando o pedaço de solda derreter, podemos dizer que o tubo macho está na temperatura certa para a soldagem. • Em seguida, aqueça o tubo fêmea até que este fique bem vermelho. • Coloque a ponta da vareta de solda no local a ser soldado, mantendo o maçarico em movimento. • Não force a vareta contra o ponto a ser soldado; apenas aproxime-a do ponto visado e deixe-a derreter, até que a solda penetre totalmente entre o tubo macho e o fêmea. maçarico de solda com bico duplo aquecimento uniforme ao redor do tubo maçarico de solda com bico duplo vareta de solda Fig. 29Fig. 29Fig. 29Fig. 29Fig. 29 Fig. 31Fig. 31Fig. 31Fig. 31Fig. 31 Fig. 30Fig. 30Fig. 30Fig. 30Fig. 30 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  76. 76. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem • Não incida a chama do maçarico sobre a vareta de solda. Basta deixar que a vareta derreta ao contato com o tubo aquecido. • Em seguida, retire a chama e a vareta. O aspecto externo da solda deve ser igual ao da figura acima. Se houver suspeita ou identificação de poros na soldagem, aqueça novamente o tubo, movimentando o maçarico de forma correta, depositando o mínimo necessário de solda. Método correto para soldagem de tubos de cobre com tubos de aço Para este tipo de soldagem são usadas as seguintes varetas de Solda Prata: 50%, 45%, 40%, 35% e 25%. Todas devem apresentar alta fluidez e trabalhar com a ajuda do fluxo. O fluxo tem função de: • limpar o local de penetração de solda; • desoxidar o locar da solda; • facilitar a penetração da solda; • indicar o momento certo para a aplicação da vareta de solda. O fluxo deve apresentar-se na forma pastosa ou em pó. Para esta soldagem deve ser usada a chama do tipo carburante ou redutora, com pequeno excesso de acetileno. limite de movimentação do maçarico aparência externa da soldagem Fig. 32Fig. 32Fig. 32Fig. 32Fig. 32 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  77. 77. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Seqüência da soldagem Antes de aquecer os tubos, deposite o fluxo sobre o local da soldagem. Aqueça com o maçarico tanto o tubo macho como o fêmea, sem incidir a chama diretamente sobre a porção de fluxo. Observações • Aquecer o tubo de aço um pouco mais que o tubo de cobre. • Imediatamente após ter aquecido os tubos e liquefeito o fluxo, aplique a ponta da vareta de solda no local da soldagem. • Assim que a vareta de solda começar a derreter, movimente o maçarico de forma correta, até que a solda penetre ente os tubos. • Não incida o maçarico diretamente na vareta; basta deixar que ela se derreta pela transmissão do calor dos tubos. • Em seguida, retire a chama do maçarico e a vareta. tubo de aço fluxo tubo de cobre limite de movimentação do maçarico fluxo liquefeito Fig. 33Fig. 33Fig. 33Fig. 33Fig. 33 Fig. 34Fig. 34Fig. 34Fig. 34Fig. 34 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  78. 78. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem O aspecto externo deve coincidir com o da figura acima. Havendo suspeita ou identificação de poros na soldagem, aqueça novamente o tubo, movimentando o maçarico e depositando o mínimo de solda. Ação da capilaridade Este é o fenômeno pelo qual o material de solda é introduzido na junção a ser soldada. O material de solda liquefeito tende sempre a fluir para o ponto mais quente da junta aquecida. A capacidade é causada pela atração entre as moléculas do material de base que se está soldando. Porém, isso ocorre somente quando: • a superfície a ser soldada está limpa; • a folga entre as partes a serem soldadas é correta; • a área das partes a serem soldadas está suficientemente aquecida para derretar o material de solda. aparência externa da soldagem vareta de solda Fig. 35Fig. 35Fig. 35Fig. 35Fig. 35 Fig. 36Fig. 36Fig. 36Fig. 36Fig. 36 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  79. 79. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem As figuras abaixo mostram como ocorre a capilaridade. vareta de solda vareta de solda material de solda no início da penetração material de solda seguindo a direção de calor mais intenso Fig. 37Fig. 37Fig. 37Fig. 37Fig. 37 Fig. 38Fig. 38Fig. 38Fig. 38Fig. 38 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  80. 80. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Procedimentos para Soldagem Falhas de soldagem A falta de um pré-aquecimento dos tubos, isto é, a aplicação da chama e do material de solda no mesmo instante, impede a capilaridade da solda, que se liquefaz somente na área em que o maçarico foi usado. • Folga excessiva entre as peças soldadas geralmente causa entupimentos. • O aquecimento excessivo pode fragilizar e até mesmo romper os tubos. • Aquecimento excessivo do material de solda causa porosidade na soldagem. má distribuição da solda entupimento início de quebra porosidade Fig. 39Fig. 39Fig. 39Fig. 39Fig. 39 Fig. 40Fig. 40Fig. 40Fig. 40Fig. 40 Fig. 41Fig. 41Fig. 41Fig. 41Fig. 41 Fig. 42Fig. 42Fig. 42Fig. 42Fig. 42 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  81. 81. Ciclo de refrigeração (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  82. 82. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração Define-se refrigeração como sendo todo o processo de remoção de calor de um corpo, pela sua transferência a outro corpo de temperatura mais baixa. Em qualquer processo de refrigeração, o corpo que se emprega como elemento de absorção de calor ou como agente de resfriamento chama- se refrigerante. Teoricamente, qualquer fenômeno físico ou químico de natureza endotérmica pode ser aproveitado na produção do frio como, por exemplo: a fusão de sólidos, a mistura de certos corpos com água, a expansão de um gás, a vaporização de um líquido, que têm como característica a capacidade de absorver grandes quantidades de calor ao se vaporizar. Em capítulo anterior, verificou-se que grande parte dos refrigerantes “fervem” a baixas temperaturas em condições normais de pressão atmosférica. Refrigerante Tempo de ebulição a CNTP R - 12 - 29,8º C NH3 - 33,3º C R - 22 - 40,8º C • A refrigeração pode ser obtida usando um desses líquidos, sem necessidade de qualquer equipamento. • Um espaço isolado pode ser refrigerado, simplesmente permitindo que o refrigerante líquido se evapore, em um recipiente com saída para atmosfera. • Posto que o refrigerante 22 se encontre à pressão atmosférica, sua temperatura de ebulição é de - 40,8 º C. Ao vaporizar-se a esta temperatura, o R - 22 absorve calor facilmente do ar circundante ao recipiente, fazendo com que haja um abaixamento de temperatura do espaço isolado. A refrigeração continuará até que todo o líquido se evapore. Qualquer recipiente em que se vaporize um refrigerante, seja ele qual for, durante um processo de refrigeração, é chamado evaporador. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  83. 83. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1Fig. 1 - Resfriamento de um espaço isolado com descarga livre de R-22 para a atmosfera Sabe-se que a temperatura de ebulição da água varia de acordo com a altitude local, ou seja, em função da pressão local. Da mesma forma, se elevarmos a pressão no recipiente contendo Rio de Janeiro-22, o líquido passará a “ferver”a uma temperatura mais elevada. A pressão de vapor sobre o líquido do recipiente pode ser controlada, regulando-se a saída de vapor do sistema. Por exemplo, instalando-se uma válvula manual de escape, e fechando-a parcialmente, de modo que o vapor possa sair livremente, a pressão no recipiente se elevará. Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2Fig. 2 - Resfriamento de um espaço isolado, elevando-se a pressão no recipiente. descarga livre para a atmosfera isolamento R-22 espaço refrigerado -200 C isolamento R-22 espaço refrigerado 5 0 C 70 C 4 atm (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  84. 84. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração Por meio de um ajuste cuidadoso na válvula, é possível controlar a pressão no evaporador, de modo que o refrigerante se vaporize a qualquer temperatura entre - 40,8º C e a temperatura ambiente. Ao se reduzir a pressão de vapor no evaporador a uma pressão menor que a pressão atmosférica, o refrigerante 22 passará a “ferver” à temperatura inferior a - 40,8º C. Esta redução de pressão pode ser conseguida utilizando-se uma bomba de vapor ou compressor, podendo-se obter a vaporização do R-22 líquido a temperaturas bastante baixas. A vaporização contínua do refrigerante requer uma reposição contínua, de modo a manter uma quantidade constante de líquido. Um método bastante simples é utilizar uma válvula de bóia, que mantém um nível constante de líquido no evaporador. Existem vários tipos de controle de fluxo de refrigerante, sendo mais comumente utilizada a válvula de expansão termostática. isolamento compressor espaço refrigerado -800 C 0,1 atm 810 C R-22 Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4Fig. 4 - Controle do fluxo de refrigerante através da válvula de expansão termostática líquido a alta pressão controle de refrigerante mistura de líquido-vapor a baixa pressão vapor a baixa pressão Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3Fig. 3 (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  85. 85. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração Nos processos anteriormente descritos, verifica-se que existe perda total de refrigerante para o exterior, o que não é conveniente nem tampouco econômico. O vapor deve ser coletado continuamente e condensado de maneira que possa ser reaproveitado para utilização no mesmo sistema. Para isto, deve-se agregar um condensador ao sistema. • Tanque de líquido: armazena o refrigerante líquido e proporciona uma alimentação constante de líquido ao evaporador, conforme as oscilações de carga térmica. • Válvula de expansão: controla o fluxo de refrigerante ao evaporador, reduz a pressão do líquido, de modo que este se vaporize no evaporador a baixa temperatura. Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5Fig. 5 - Sistema mecânico de refrigeração Para condensar o vapor de refrigerante, deve-se transferir para outro meio o calor latente fornecido pelo vapor. Os meios normalmente utilizados são a água ou o ar, que deverão estar a uma temperatura inferior à temperatura de condensação do refrigerante. Entende-se por temperatura de condensação como sendo aquela à qual se condensa o vapor e é a temperatura de saturação do vapor correspondente à pressão no condensador. linha de gás quente manômetro do lado de alta pressão linha de sucção manômetro do lado de baixa pressão cilindro compressor linha de líquido evaporador ou serpentina de resfriamento válvula manual de expansão saída de água entrada de água condensador tanque de líquido (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  86. 86. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração Fig. 6 -Fig. 6 -Fig. 6 -Fig. 6 -Fig. 6 - Sistema de refrigeração com recuperação de refrigerante Ciclo típico de compressão a vapor Diagrama de um sistema completo de compressão a vapor, composto basicamente de: • Evaporador ou serpentina de resfriamento: onde se processa a troca de calor entre o refrigerante e o meio a ser resfriado. • Compressão: succiona o vapor do evaporador, elevando sua pressão e temperatura a um ponto que permita sua condensação. • Condensador: onde ocorre a transferência de calor do vapor refrigerante para o meio condensante. Deve-setercuidado,porém,paranãoconfundirtemperaturadecondensaçãocomtemperaturadedescarga, que é a temperatura de saída do vapor do compressor. Pelo fato de o vapor se encontrar superaquecido no compressor e mais o calor de compressão, o vapor na descarga do compressor está altamente superaquecido e sua temperatura é consideravelmente superior à temperatura de saturação correspondente à sua pressão. líquido a alta pressão e alta temperatura controle do refrigerante mistura de líquido-vapor a baixa pressão, baixa temperatura vapor a baixa pressão, baixa temperatura vapor a alta pressão, alta temperatura compressor de vapor condensador líquido a alta pressão, alta temperatura mistura de líquido-vapor a alta pressão, alta temperatura mistura de líquido-vapor a alta pressão, baixa temperatura (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  87. 87. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Ciclo de Refrigeração O vapor refrigerante, ao deixar o evaporador, encontra-se a uma temperatura inferior à temperatura do meio condensante (água ou ar) impossibilitando, assim, a condensação do vapor. Para condensá- lo, a sua pressão deve ser aumentada até um ponto em que sua temperatura de condensação seja superior à temperatura da água ou ar disponível para fins de condensação. O refrigerante deverá, portanto, ser comprimido até uma pressão cuja temperatura de condensação seja superior à temperatura do meio condensante. Para este fim, há necessidade de um compressor. A única razão por que se introduzem compressor e condensador no sistema é permitir a utilização contínua do mesmo refrigerante. O custo derivado da compressão e condensação do refrigerante é muitíssimo inferior ao custo de aquisições contínuas de refrigerante para substituir o que se perderia. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br
  88. 88. Mecânico de Refrigeração Domiciliar II – Referências Bibliográficas Referências bibliográficas BRASTEMP, Manual de aperfeiçoamento em refrigeradores.São Paulo, s.d. 127 p. COSTA, Ennio Cruz da. Refrigeração. 3 ed. São Paulo, Edgar Blücher,1982. 1v. DANFOSS, Automação industrial em refrigeração comercial. São Paulo. S.d. 211p. DOSSAT, Roy J. , Princípios da refrigeração. São Paulo, Hemus, 198. 1 v. EMBRATEL, Manual de ar condicionado. Rio de Janeiro, s.d. 1v. SENAI.ID.DRH, Mecânico de refrigeração. Rio de Janeiro, 1976. 1v. SPRINGER, Manual de serviço: condicionadores de ar. Canoas 1978. 1v. TORREIRA, Raul P. Refrigeraçào e ar condicionado. São Paulo, Hemus, 1983.1v. TORREIRA, Raul. Salas limpas. São Paulo, Hemus, 1983. 1v. (C) Info Mega Shop Cursos OnLine http://www.infomegashop.com.br

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